基本理论A（元素周期律与电化学基础）月考卷
(90分钟100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1.肼(N2H4)分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构，它的沸点高达
113℃，燃烧热为642 kJ·mol-1，肼与氧气及氢氧化钾溶液还可构成燃料电池。
已知肼的球棍模型如图所示，下列说法正确的是( )
A.肼是由极性键和非极性键构成的非极性分子
B.肼沸点高达113℃，可推测肼分子间可形成氢键
C.肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
D.肼-氧气燃料电池，负极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
2.下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A.质子数为17、中子数为20的氯原子Cl
B.氯离子(Cl-)的结构示意图：
C.氯分子的电子式：
D.氯乙烯分子的结构简式：H3C—CH2Cl
3.下列叙述正确的是( )
A.电镀时通常把待镀的金属制品作阳极
B.氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2
C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应式为O2+4H++4e-2H2O
D.下图中电子由Zn极流向Cu极，盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
4.下列有关元素及化合物性质比较正确的是( )
A.碱性：NaOH B.氢化物稳定性：HF>HCl>PH3 C.原子半径：S>F>O D.酸性：HClO>HNO3>H2CO3 5.日本地震导致核电站泄漏出大量的人工放射性核素，如131I(碘)、137Cs(铯)等。下列说法正确的是( ) A.127I与131I为不同的核素，但具有相同的化学性质 B.127I是碘元素稳定的同位素，与131I互为同素异形体 C.127I与131I的质量数不同，核外电子排布方式也不同 D.铯为ⅠA元素，常温时，0.1 mol·L-1的137CsOH溶液，pH<13 6.某同学设计如下的元素周期表，下列说法正确的是( ) A.X、Y、Z元素分别为N、P、O B.气态氢化物的稳定性：Y>X C.原子半径：Z>X>Y D.1～20号元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强元素在第3周期 7.单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体。 已知：①S(s，单斜)+O2(g)SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1 ②S(s，正交)+O2(g)SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1 下列说法正确的是( ) A.S(s，单斜)S(s，正交) ΔH3=+0.33 kJ·mol-1 B.正交硫比单斜硫稳定 C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高 D.①式表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ 8.已知某物质X能发生如下转化： 下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述不正确的是( ) A.若X为N2或NH3，则A为硝酸 B.若X为S或H2S，则A为硫酸 C.若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y D.反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应 9.下列有关说法正确的是( ) A.已知：HI(g)H2(g)+I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1，由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量 B.已知：2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1，则氢气的燃烧热 ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C.肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知2H2O(g)+O2(g)2H2O2(l) ΔH1= +108.3 kJ·mol-1 ① N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.0 kJ·mol-1 ② 则有反应：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l) ΔH=-642.3 kJ·mol-1 D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH 溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1 10.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是( ) A.K1闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色 B.K1或K2闭合，石墨棒周围溶液pH均升高 C.K2闭合，铁棒上发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑ D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.002 mol气体 11.已知：C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1 CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3 4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4 3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.ΔH1>0，ΔH3<0 B.ΔH2>0，ΔH4>0 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5 12.X、Y、Z、R是短周期主族元素，X原子最外层电子数是次外层的两倍，Y元素在地壳中的含量最多，Z元素的化合物的焰色反应呈黄色，R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述正确的是( ) A.R的最高价氧化物对应的水化物的酸性比X的弱 B.非金属性：Y>X C.原子半径的大小顺序：X>Z D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有两性 13.已知：P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1 P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1 P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol-1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1 下列叙述正确的是( ) A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热ΔH C.Cl—Cl键的键能kJ·mol-1 D.P—P键的键能为kJ·mol-1 14.如图为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原 理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔盐，阴 极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是( ) A.阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑ B.阴极的电极反应式为TiO2+4e-Ti+2O2- C.通电后，O2-、Cl-均向阴极移动 D.石墨电极的质量不发生变化 15.图中，图1为甲烷和O2构成的燃料电池，图2为电解MgCl2溶液的装置。用该装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是( ) A.A处通入的气体为O2，B处通入的气体为CH4 B.电池内部K+向b极移动，OH-向a极移动 C.图1装置中发生的总反应为CH4+2O2CO2+2H2O D.图1、图2中电解质溶液的pH均增大 16.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)=6 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( ) A.原混合溶液中c(K+)为1 mol·L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol·L-1 二、非选择题(本题包括5小题，共52分) 17.(10分)X、Y和Z均为短周期元素，原子序数依次增大，X的单质为密度最小的气体，Y 原子最外层电子数是其周期数的三倍，Z与X原子最外层电子数相同。回答下列问题： (1)X、Y和Z的元素符号分别为__________、__________和________。 (2)由上述元素组成的化合物中，既含有共价键又含有离子键的有________、________。 (3)X和Y组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是________。此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为________； 此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为___________________________________________________。 18.(14分)如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。 (1)打开K2，合并K1。B为______极，A的电极反应为_____________________。 最终可观察到的现象是 __。 涉及的化学反应方程式有：________________________________________。 (2)打开K1，合并K2。E为______极，F极的电极反应为________________， 检验F极产生气体的方法是________________________________________。 (3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是_______________________________________________。 19.(8分)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。 (1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下： 6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1 ①上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为________mol。 ②已知：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=+113.4 kJ·mol-1，则反应：3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g)的ΔH=________。 (2)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示： ①上述生产过程的能量转化方式是________。 a.电能转化为化学能 b.太阳能转化为电能 c.太阳能转化为化学能 d.化学能转化为电能 ②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸 钠，阴极反应式为3CO2+4e-C+2C，则阳极的电极反应式为 __。 20.(10分)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1 mol·L-1的Y溶液pH>1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。请回答下列问题： (1)戊离子的结构示意图为__________。 (2)写出乙的单质的电子式：__________。 (3)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2∶4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。 (4)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式： ______________________________________________。 (5)按如图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程 式：________________________ __。 将充分电解后所得溶液逐滴加入酚酞试液中，观察到的现象是 __ 。 21.(10分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池基本工作原理示意图： 请回答下列问题： (1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是__________________，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用 是 __。 (2)钒电池由溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、V)为正 极和负极的活性物质组成，电池总反应为VO2++V3++H2O V2++ V+2H+。放电时的正极反应式为________________________，充电时的阴极反应式为__________________________。放电过程中，电解液的pH__________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是______。 a.V、VO2+混合液 b.V3+、V2+混合液 c.V溶液 d.VO2+溶液 e.V3+溶液 f.V2+溶液 (4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。 答案解析 1.B 肼分子中正、负电荷中心不重叠，为极性分子，含有极性键和非极性键，A错误；肼中含有N—H键，分子间能形成氢键，沸点较高，B正确；肼的燃烧热为642 kJ·mol-1，应生成液态水，C错误；正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-，负极为肼失电子被氧化，D错误。 2.C 质子数为17、中子数为20的氯原子可以表示为Cl，A项错误；氯离子最外层为8个电子，结构示意图为，B项错误；两个氯原子构成氯分子时形成一个共用电子对，电子式为，C项正确；氯乙烯分子的结构简式为CH2CHCl，D项错误。 3.C 电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，A项错误；氯碱工业是电解饱和食盐水，B 项错误；盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液，D项错误。 4.B碱性的强弱与元素的金属性有关，金属性越强，碱的碱性越强，故碱性：Al(OH)3 5.A 同位素指质子数相同中子数不同的原子的互称，它们的质量数不同，最外层电子数相同，化学性质相同，一种核素就是一种原子，同素异形体指同一元素的不同单质。137CsOH 为强碱，常温时，0.1 mol·L-1的137CsOH溶液，pH=13。 6.A 根据该同学设计元素周期表的形式和位置可知：X的原子序数为7，Z的原子序数为8，Y的原子序数为15，因此X为N，Z为O，Y为P，A正确；非金属性：N>P，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，因此形成的气态氢化物的稳定性：NH3>PH3，B错误；同周期自左到右原子半径逐渐减小，原子半径N>O，同主族自上而下原子半径逐渐增大，原子半径P>N，因此原子半径P>N>O，C错误；金属性：K>Na>Li，金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，K处于第4周期，D错误。 7.B 根据盖斯定律，①-②得S(s，单斜)S(s，正交) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1，所以正交硫能量低，稳定，故A、C项错，B项对；①为放热反应，说明形成新键放出的能量大于断裂旧键吸收的能量，D项错。 8.D 由题意知，若X为N2或NH3，则Y为NO，A为硝酸，A正确。若X为S或H2S，则Y 为SO2，A为硫酸，B正确。当A为稀硝酸时，与铜反应生成NO，当A为稀硫酸时，不与铜反应，C正确。反应①和②一定为氧化还原反应，当Z为NO2时，反应③也是氧化还原反应，D错误。 9.C HI(g)H2(g)+I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1，该反应为可逆反应，则 1 mol HI 不能全部分解，则在密闭容器中分解后放出的能量小于26.5 kJ，A错误；燃烧热是1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，所以氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1，B 错误；根据盖斯定律反应：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)与①②反应的关系为②-①，则ΔH=ΔH2-ΔH1，C正确；中和热指的是在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol水时放出的热量。含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5 mol水时，放出28.7 kJ 的热量，即中和热的数值为57.4 kJ·mol-1，但稀醋酸为弱酸，电离吸热，故稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出的热量应小于57.4 kJ，D错误。 10.D K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子发生Fe-2e-Fe2+，正极发生O2+4e-+2H2O4OH-，亚铁离子通过阳离子交换膜到达正极区，石墨棒区会出现白色沉淀，A错误；K1闭合，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH-，石墨棒周围溶液pH 逐渐升高，K2闭合构成电解池，石墨棒是阳极，2Cl--2e- Cl2↑，铁棒是阴极，发生2H++2e-H2↑，铁棒周围溶液pH逐渐升高，B错误；K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极发生2H++2e-H2↑，C错误；K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001 mol气体，共产生0.002 mol气体，D正确。 11.C C燃烧生成CO2是放热反应，ΔH1<0，A错误；C与CO2反应生成CO是吸热反应，则ΔH2>0，Fe与O2反应生成Fe2O3是放热反应，ΔH4<0，B错误；将第2个方程式和第3个方程式相加可得第1个方程式，所以由盖斯定律有ΔH1= ΔH2+ΔH3，C正确；由盖斯定律有ΔH3=ΔH4+ΔH5，D错误。 12.B X、Y、Z、R是短周期主族元素，X原子最外层电子数是次外层的两倍，最外层电子数不超过8个，则其K层为次外层，最外层电子数为4，则X是碳元素；Y元素在地壳中的含量最多，则Y是氧元素；Z元素的化合物的焰色反应呈黄色，则Z是钠元素；R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和，则R的核外电子数是17，所以R是氯元素，高氯酸的酸性大于碳酸的酸性，A错误；同一周期元素，元素非金属性随着原子序数增大而增强，所以非金属性O>C，B正确；同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大，故原子半径Z(Na)>X(C)，C错误；Z为钠元素，其最高价氧化物的水化物是NaOH，属于强碱，D错误。 13.C A项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P—P键的键能应小于 P—Cl键的键能，错误；B项，由于不知PCl5(g)PCl5(s)对应的ΔH，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH，错误；C项，P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1 ① P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1 ② (①-②)×1/4得： Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(g) ΔH=kJ·mol-1 ECl—Cl+3×1.2ckJ·mol-1-5×ckJ·mol-1=kJ·mol-1 ECl—Cl=kJ·mol-1，正确； D项，根据P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1得 6EP—P+10×kJ·mol-1-4×5ckJ·mol-1=bkJ·mol-1 EP—P=kJ·mol-1，错误。 14.B 电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应，导致氧气等气体的出现，所以电极反应式为2O2--4e-O2↑，A错误；电解池的阴极发生得电子的还原反应，是二氧化钛电极本身得电子的过程，即TiO2+4e-Ti+2O2-，B正确；电解池中，电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极，C错误；石墨电极会和阳极上产生的氧气之间发生反应，导致气体一氧化碳、二氧化碳的出现，所以电极本身会消耗，质量减轻，D错误。 15.B x电极附近出现白色沉淀，则x极为阴极，a极为负极，故A处通入的气体为CH4，b 极为燃料电池正极，故B处通入的气体为O2，A错误；K+向正极移动，OH-向负极移动，B 正确；图1装置中发生的总反应为CH4+2O2+2OH-C+3H2O，C错误；图1中，OH-参与反应，pH减小，D错误。 16.B 该溶液用石墨作电极电解，阳极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑，生成1 mol氧气失去4 mol电子，阴极反应先为Cu2++2e-Cu，后为2H++2e-H2↑，生成 1 mol氢气得 2 mol电子，而阴、阳两极得失电子数相等，故Cu2+得2 mol电子生成1 mol 铜，原溶液中c(Cu2+)=2 mol·L-1，由电荷守恒式c(K+)+2c(Cu2+)=c(N)得c(K+)为2 mol·L-1。电解后c(H+)应为4 mol·L-1[Cu(NO3)2水解的c(H+)忽略不计]。 17.【解析】(1)密度最小的气体为氢气，所以X为氢元素。Y原子的最外层电子数是其周期数的三倍，因为最外层电子数不超过8个(K层为最外层不超过2个)，所以Y最外层应有6个电子，为氧元素。Z与氢元素最外层电子数相同，而且原子序数大于氧元素，Z为钠元素。 (2)由这三种元素组成的物质中既含有共价键又含有离子键的化合物有NaOH、Na2O2等。 (3)由H、O组成的化合物中既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2。在H2O2中氧元素显-1价，既有氧化性又有还原性。当H2O2与酸性高锰酸钾溶液反应时氧元素被氧化成氧气；与CN-反应时氧元素被还原成-2价。 答案：(1)H O Na (2)NaOH Na2O2 (3)H2O2 5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑ H2O2+CN-+OH-C+NH3 18.【解析】(1)打开K2，合并K1，装置为原电池，B为负极，A为正极，所发生的反应本质上是钢铁的吸氧腐蚀，反应方程式见答案。 (2)打开K1，合并K2，装置为电解池，由于铁作阴极，所以该装置就是电解食盐水。 (3)(1)操作中，A为原电池正极，电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-，(2)操作中，E为阴极，电极反应为2H++2e-H2↑，破坏了水的电离平衡，c(OH-)>c(H+)，故A、E附近显碱性，使酚酞变红。 答案：(1)负O2+2H2O+4e-4OH- 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2、 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (2)阴2Cl--2e-Cl2↑用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气 (3)A、E 19.【解析】(1)①由6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s)知，FeO中铁元素化合价由+2价升 至Fe3O4中+价，CO2中碳元素化合价由+4价降至C中0价，每生成1 mol C转移电子4 mol，生成Fe3O42 mol，则生成1 mol Fe3O4转移电子2 mol。②反应1：6FeO(s)+CO2(g) 2Fe3O4(s)+C(s) ΔH1=-76.0 kJ·mol-1；反应2：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) Δ H2=+113.4 kJ·mol-1，根据盖斯定律，目标反应式的ΔH=(ΔH1+ΔH2)=×(-76.0+113.4)kJ·mol-1=+18.7 kJ·mol-1。 (2)①由图知，是用吸收的太阳能和电源电能进行反应能量的来源，故太阳能和电能转化为化学能，选a、c。②电解反应中阳极失电子发生氧化反应，由图知反应产物为O2，又电解 质为熔融碳酸钠，故阳极反应式为2C-4e-2CO2↑+ O2↑。 答案：(1)①2 ②+18.7 kJ·mol-1 (2)①a、c ②2C-4e-2CO2↑+O2↑ 20.【解析】由题中所给信息可知，甲：H，乙：N，丙：Na，丁：Al，戊：Cl，X：NH3；Y：NH4Cl，Z：HCl，L：NaAlO2，M：NaCl。其中涉及的反应为3Cl2+4NH3N2+4HCl+2NH4Cl； 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑； 2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。 第(4)问涉及的反应为 NaAlO2+HCl+H2O NaCl+Al(OH)3↓。 第(5)问涉及的反应为NaCl+H2O NaClO+H2↑。 答案：(1) (3)2∶3 (4)H++Al+H2O Al(OH)3↓ (5)NaCl+H2O NaClO+H2↑先变红后褪色 21.【解析】(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。 (2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为V+2H++e- VO2++H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应。 (3)充电时阳极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+，故充电完毕的正极电解液为V溶液， 而放电完毕的正极电解液为VO2+溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。 (4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H+可以通过隔膜。 答案：(1)电解质溶液抑制硫酸亚铁的水解 (2)V+2H++e-VO2++H2O V3++e-V2+ 升高 (3)a、c、d (4)H+ 电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子 化学专题复习：电化学基础(完整版) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： I F Z I I I F Z 高考化学专题复习：电化学基础 要点一 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定 义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池 装 置 举 例 形 成 条 件 ①活动性不同的两电极(连接) ②电解质溶液(电极插入其中 并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子 电 极 名 称 负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电 子 流 向 负极正极 电源负极 阴极 电源正极 阳极 电源负极阴极 电源正极 阳极 电 极 反 应 负极（氧化反应）：金属原子失电子； 正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子 离 子流向 阳离子：负极→正极（溶液中） 阴离子：负极←正极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液 混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后， 观察到溶液变红的区域是（ ） A 、I 和III 附近 B 、I 和IV 附近 C 、II 和III 附近 D 、II 和IV 附近 重难点三电极反应和电池反应方程式 电极反应方程式的书写步骤： 1．首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错．一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的．如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为：负极：2Al-6e-═2Al3+ 正极：6H2O+6e-═6OH-+3H2↑ 或 2Al3++2H2O+6e-+2OH-═2AlO2-+3H2↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu-2e-═Cu2+ 正极：2NO3-+4H++2e-═2NO2↑+2H2O 2．要注意电解质溶液的酸碱性 在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系．如氢-氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H2-4e-═4H + 正极：O2+4H++4e-═2H2O 如果是在碱性溶液中，则不可能有H+出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH-．由于CH4、CH3OH 等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO32-离子形式存在的，故不是放出CO2． 3．还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒．这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误 4．抓住总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池．而两个电极相加即得总的反应方程式．所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式 【重难点点睛】原电池正、负极电极反应式的书写技巧： （1）先确定原电池的正负极上的反应物质，并标出相同电子数目的得失； （2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存．若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中 性或碱性，则H2O必须写入正极反应式中，且O2生成OH-；若电解质溶液为酸性，则H+ 1文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑. 《电化学基础》考题分析与解题方法 广州市真光中学化学科王国强 一、课程标准、考试说明的要求 新课程内容标准新课程活动 与探究建议 2010年广东省高考 考试说明要求 1．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2．通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3．能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。①实验探究：电能与 化学能的相互转化。 ②调查市场常见化学 电池的种类，讨论它 们的工作原理、生产 工艺和回收价值。 ③查阅资料并交流： 防止钢铁腐蚀的方 法。 1. 了解原电池和电解池 的工作原理，能写出电极 反应和电池反应方程式。 了解常见化学电源的种 类及其工作原理。 2.理解金属发生电化学 腐蚀的原因，金属腐蚀的 危害，防止金属腐蚀的措 施。 二、近三年高考有关电化学知识考题分析 从新课程实验省（如山东、宁夏、广东、海南、江苏、天津等）近三年化学考题分析，其中考查原电池、电解池原理及电化学腐蚀的考题有19题，全国所有省份2009年高考题就有20题之多，可见这部分知识重要性。 （一）原电池及原理其综合考查 1、在书本锌铜原电池原理基础上稍有变化的原电池：从原电池的组成、电极反应（或原电 池反应）、电流方向（或电子流向）、盐桥的作用等多方面来考查原电池的基本原理，在多年来高考题中时有出现，体现了对基础知识和能力的考查。如（09福建卷11）（08年广东化学·5）（07年海南卷第14题）有盐桥的铜银电池；（07年宁夏理综·26）锌银原电池工作原理与阿伏伽德罗常数关系；（07年山东理综·29）简单原电池设计。（见附件1）【复习建议】高考命题的原则是万变不离其宗，无论谁命题考查的都是教材的核心知识内容。必须抓好基础，重视课本，重视主干知识，逐一过关。同样是重点知识内容，复习方法可以有所不同。电化学部分知识是学生易弄错易弄混的难点知识内容。学习和复习的过程中都不能赶进度，也不能搞“题海战术”。要引导学生认真阅读教材，深入思考核心知识内容，最关键的知识内容一定要让学生自己理解记忆，而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再怎么变换形式，学生也能会答，而不用老师讲个面面俱道。复习 电化学基础知识归纳（含部分扩展内容）（珍藏版） 特点：电池总反应一般为自发的氧化还原反应，且为放热反应（△H<0）；原电池可将化学能转化为电能 电极负极：一般相对活泼的金属溶解（还原剂失电子，发生氧化反应） 正极：电极本身不参加反应，一般是电解质中的离子得电子（也可能是氧气等氧化剂），发生还原反应 原电池原理电子流向：负极经导线到正极 电流方向：外电路中，正极到负极;内电路中，负极到正极 电解质中离子走向：阴离子移向负极，阳离子移向正极 原电池原理的应用：制成化学电源（实用原电池）;金属防腐（被保护金属作正极）;提高化学反应速率；判断金属活性强弱 一次电池负极：还原剂失电子生成氧化产物（失电子的氧化反应） 正极：氧化剂得电子生成还原产物（得电子的还原反应） 放电：与一次电池相同 二次电池规则：正极接外接电源正极，作阳极;负极接外接电源负极，作阴极（正接正，负接负） 充电阳极：原来的正极反应式反向书写（失电子的氧化反应） 原电池阴极：原来的负极反应式反向书写（得电子的还原反应） 化学电源电极本身不参与反应（一般用多孔电极吸附反应物），总反应相当于燃烧反应 负极：可燃物（如氢气、甲烷、甲醇等）失电子被氧化（注意电解质的酸碱性） 电极反应正极：O得电子被还原，具体按电解质不同通常可分为4种 2 燃料电池碱性介质：O+4e-+2H O==4OH- 22 酸性介质：O+4e-+4H+==2H O 22 电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物（传导氧离子）：O+4e-==2O2- 2 第1页质子交换膜（传导氢离子）：O+4e-+4H+==2H O 22 特殊原电池:镁、铝、氢氧化钠，铝作负极;铜、铝、浓硝酸，铜作负极;铜、铁、浓硝酸，铜作负极，等 特点：电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应；可将电能转化为化学能 活性电极：阳极溶解（优先），金属生成金属阳离子 阳极惰性电极一般为阴离子放电，失电子被氧化，发生氧化反应 （接电源正极）（石墨、铂等）常用放电顺序是：Cl->OH->高价态含氧酸根（还原性顺序）， 发生氧化反应，相应产生氯气、氧气 电解原理电极反应 阴极电极本身一般不参加反应，阳离子放电，得电子被还原，发生还原反应 （接电源负极）常用放电顺序是：Ag+>Cu2+>H+>活泼金属阳离子（氧化性顺序）， 相应产生银、铜、氢气 电流方向：正极到阳极再到阴极最后到负极 电子流向：负极到阴极，阳极到正极(电解质溶液中无电子流动，是阴阳离子在定向移动） 离子流向：阴离子移向阳极（阴离子放电），阳离子移向阴极（阳离子放电） 常见电极反应式阳极：2Cl--2e-==Cl↑,4OH--4e-==O↑+2H O或2H O-4e-==O↑+4H+（OH-来自水时适用） 22222 电解池阴极：Ag++e-==Ag,Cu2++2e-==Cu,2H++2e-==H↑或2H O+2e-==H↑+2OH-（H+来自水时适用） 222 电解水型：强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐，如：NaOH、KOH、H SO、HNO、Na SO溶液等 24324 电解溶质型：无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐，如：HCl、CuCl溶液等 2 常见电解类型电解溶质+水（放氢生碱型）：活泼金属的无氧酸盐，如：NaCl、KCl、MgCl溶液等 2 电解溶质+水（放氧生酸盐）：不活泼金属的含氧酸盐，如：CuSO、AgNO溶液等 43 氯碱工业的基础：电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠 第2页 电化学基础 【教学目标】 1.了解原电池和电解池的工作原理。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。 【知识网络】 知识网络 原电池定义：将化学能转化为电能的装置 构成条件（1）活泼性不同的两个电极 （2）合适的电解质溶液（3）形成闭合回路 —反应原理 氧化反应 Zn —2e —=Zn 2+ 不断溶解 还原反应2H ++2e —=H 2金属腐蚀类型 化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀保护方法：（1）改变金属内部结构（2）在金属表面覆盖保护层 （3）电化学保护 定义：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引发氧化还原反应的过程 电解池装置特点：电能转化为化学能 构成条件（1）与电源相连的两电极（2）电解质溶液 （3）形成闭合回路 反应原理阳极（与电源正极相连的电极）发生氧化反应阴极（与电源负极相连的电极）发生还原反应 应用：氯碱工业、电解精炼、电镀 电解电 化 学 教学重点、难点 一、原电池和电解池电极确定的方法 电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提，判断的方法有： 1.根据反应本质速判电极 不论是原电池还是电解池，阳极总是发生氧化反应，阴极总是发生还原反应（原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应），若能找出电极发生的反应是氧化反应，还是还原反应，则可迅速确定电极。 2.根据电子、离子移动方向判断电极 不论是在原电池还是在电解池中，电子总是从阳极（负极）流向外电路；电解液中总是阳离子移向阴极（正极），阴离子移向阳极（负极）。 3.根据溶液pH 变化或电极现象判断电极 无论是在原电池还是在电解池中，只要是有H 2生成的电极，该电极区溶液的pH 就增大，该电极上发生还原反应，该电极为正极；只要是有O 2生成的电极，该电极区pH 就减小，该电极发生氧化反应，该电极为负极（阳极）。 IV Fe Zn III I II Fe Zn 高考化学专题复习：电化学基础 要点一 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定 义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池 装 置 举 例 形 成 条 件 ①活动性不同的两电极(连接) ②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应) ③形成闭合回路 ①两电极接直流电源 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子 电 极 名 称 负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电 子 流 向 负极正极 电源负极 阴极 电源正极 阳极 电源负极阴极 电源正极 阳极 电 极 反 应 负极（氧化反应）：金属原子失电子； 正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子 离 子流 向 阳离子：负极→正极（溶液中） 阴离子：负极←正极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液 混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后， 观察到溶液变红的区域是（ ） A 、I 和III 附近 B 、I 和IV 附近 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1)开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。 (3)反应终了，所需时间为__________。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。 失e -,沿导线传递，有电流产生 第11章氧化还原反应电化学基础 一、单选题 1. 下列电对中，θ值最小的是：D A: Ag+/Ag；B: AgCl/Ag；C: AgBr/Ag；D: AgI/Ag 2. θ(Cu2+/Cu+)=，θ(Cu+/Cu)=，则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为：C A: ×10-7；B: ×1012；C: ×106；D: ×10-13 3. 已知θ（Cl2/ Cl-）= +，在下列电极反应中标准电极电势为+ 的电极反应是：D A:Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl-- 2e- = Cl2C:1/2 Cl2+e-=Cl- D:都是 4. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：D A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2D: FeCl3 5. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：B A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl- C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H2 6. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：A A: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2D: 均可 二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”） 1. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快。 ×（电极电势为热力学数据，不能由此判断反应速率）2．由于θ（Cu+/Cu）= + , θ（I2/ I-）= + , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。×（标态下不反应，改变浓度可反应。） 3．氢的电极电势是零。×（标准电极电势） 4．FeCl3，KMnO4和H2O2是常见的氧化剂，当溶液中[H+]增大时，它们的氧化能力都增加。×（电对电极电势与PH无关的不变化。） 三、填空题 【知识点】 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子 化 学电源简介 放电 充电 放电 放电` 选择题满分策略第一篇专题六电化学基础复习 题 1．(2017·全国卷Ⅰ，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 答案 C 解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。 2．(2017·全国卷Ⅱ，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( ) A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案 C 解析A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D 项，电解时，阴离子移向阳极，正确。 3．(2017·全国卷Ⅲ，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋ xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( ) A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 答案 D 第四章电化学基础 第一节原电池 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。 （2）从电子的流动方向负极流入正极 （3）从电流方向正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象①__溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 第二节化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 一、一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb ＋SO 42-－2e ? ＝PbSO 4↓ 正极（氧化铅）： PbO 2＋4H + ＋SO 42-＋2e ? ＝PbSO 4↓＋2H 2O 充电：阴极： PbSO 4＋2H 2O －2e ? ＝PbO 2＋4H + ＋SO 42- 阳极： PbSO 4＋2e ? ＝Pb ＋SO 42- 两式可以写成一个可逆反应： PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池 1、燃料电池： 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H 2－4e - =4H + 正极：O 2＋4e - +4H + =2H 2O 当电解质溶液呈碱性时： 负极： 2H 2＋4OH -－4e -＝4H 2O 正极：O 2＋2H 2O ＋4 e - ＝4OH ? 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH 溶液作电极，又在两极上分别通甲烷?燃料?和氧气?氧化剂?。电极反应式为： 负极：CH 4＋10OH － －8e -? ＝ ＋7H 2O ； 正极：4H 2O ＋2O 2＋8e? ＝8OH?。 电池总反应式为：CH 4＋2O 2＋2KOH ＝K 2CO 3＋3H 2O 3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低 四、废弃电池的处理：回收利用 放电 充电 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生化学电源简介 放电 充电 放电 放电` 《电化学基础专题复习》第二课时 教学设计 鹿泉一中冯文娟 教学目标： 1. 学生能熟练解决电化学工作原理相关问题。 2 .能够快速的写岀陌生的电极反应式。 3. 克服学生对陌生的电化学装置和电极反应式的恐惧心理。 教学过程： 环节一：近三年高考电化学考点剖析 1. 基本原理考察（如电极反应类型、得失电子情况、电子流向、溶液中阴阳离子的移动方向） 2. 质量变化、气体产生、颜色变化、pH 变化、离子交换膜等 3. 转移电子数、电极质量、产物的定量计算 4. 电极反应式的书写及判断 5. 电化学腐蚀与防护相关内容 A. ①区Cu 电极上产生气泡，Fe 电极附近滴加K? [Fe （CN ）6]后出现蓝色，Fc 被腐蚀 本节课主要是解决上述考点中的1、2、4。 环节二：归纳电化学原理一类题目的解题步骤 展示例1 （2014?广东卷）某同学组装了图4所示的电化学 装置，电极I 为A1,其它均为Cu,贝lj （） A. 电流方向：电极IV-A-电极I B. 电极I 发生还原反应 C. 电极II 逐渐溶解 D. 电极HI 的电极反应:Cu 2+ + 2e = Cu Al” SCU2? n i 1 Cu 2 * SOQ ? - son 从这道较为简单的高考题入手，归纳此类题目的解题思路 1 .判断装置是原电池还是电解池 2. 判断电极（正负极或阴阳极） 3. 解决与工作原理相关的问题 4. 解决与反应式相关的问题 并且总结电极的判断方法，并用这种方法处理习题中出错较多的问题。 5、（福建卷2015.T ） 11.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示, 该装置能将出0和CO?转化为。2和燃料（C3HQ ）。下列说法正确的 A. 该装置将化学能转化为光能和电能 B. 该装置工作时，H*从b 极区向a 极区迁移 D. a 电极的反应为:3C02+18H +-18e=C 3H 80+5H 20 Li|-x CoO 2+xLi + xe =LiCoO 2 9.某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法不合理的是 图4 F/ —~I --------------- ---- ? Fe 浸有憧和倉盘水的浪廉 浸方馆和"盐水的湛张 《电化学基础》知识点 归纳 https://www.doczj.com/doc/c610913473.html,work Information Technology Company.2020YEAR 第四章电化学基础 第一节原电池 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向负极流入正极 （3）从电流方向正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①__溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 第二节化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 一、一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb ＋SO 42-－2e - ＝PbSO 4↓ 正极（氧化铅）： PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e - ＝PbSO 4↓＋2H 2O 充电：阴极： PbSO 4＋2H 2O －2e - ＝PbO 2＋4H +＋SO 42- 阳极： PbSO 4＋2e - ＝Pb ＋SO 42- 两式可以写成一个可逆反应： PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池 1、燃料电池： 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H 2－4e - =4H + 正极：O 2＋4e - +4H + =2H 2O 当电解质溶液呈碱性时： 负极： 2H 2＋4OH -－4e -＝4H 2O 正极：O 2＋2H 2O ＋4 e - ＝4OH - 放电 充电 电化学基础专题复习学案（含答案） 【知识要点】 要点一、原电池原理：将化学能转化为电能的装置 ☆1.原电池构成条件： ①两个活动性不同的电极（可以是金属材料，也可以是导电的非金属材料石墨）；②将电极插入电解质溶液中；③形成闭合回路；④能自发的进行的氧化还原反应。 易错点：1、原电池正负极的判断2、原电池电极反应式以及总电池反应方程式书写 ★温馨提示：注意构成原电池电解质溶液与电极反应类型 （D）例1.已知能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计原电池的是 A．C（s）+CO2(g)==2CO(g) △H>0 B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l) △H<0 C. 4HNO3(aq)==4NO2(g )+O2(g)+2H2O (l ) △H<0 D. 2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) △H<0 （D）例2．将纯铁片和纯铝片按图示1方式插入同浓度的NaOH溶液中一段时间，以下叙述正确的是 A．两烧杯中铝片表面均有气泡产生 B．甲中铝片是正极，乙中铁片是负极 C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙快 ★温馨提示： 1、（含有盐桥的原电池）盐桥作用： ①平衡两个烧杯中电解质溶液阴、阳离子电荷； ②构成闭合的回路。2、判断盐桥中K+、Cl-离子移动方 向（记忆 ．．阴离子移向负极，阳离子移向正极 ．．．．．．．．．．．．．．．） ．．．—— ．．：原电池 （C）例3.有关 ．．．．．．．．．．．．．（盐桥 ．．图．2．所示原电池的叙述不正确的是 中装有含琼胶的KCl饱和溶液） A、Z锌片做原电池的负极 B、取出盐桥后，电流计不发生偏转 C、反应中，盐桥中的Cl-会移向CuSO4溶液 D、反应前后铜棒的质量增加 ★温馨提示：利用氧化还原反应设计原电池 ★还原性强物质 ．．．．．．（①活泼金属（Mg、Al、Fe）②燃料（CH4、C2H6、甲醇、乙醇、肼（N2H4））→负极→电子流出→发生氧化反应； ★氧化性强的物质 ．．．．．．．（Ag+、Fe3+、Cu2+、H+、O2、Cl2、HNO3等）→正极（惰性电极（包括铂 《电化学基础》测试题 可能用到的相对原子质量：Ag 108 N 14 O 16 Cu 64 一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分，每小题只有一个正确答案）1．下列叙述的方法不正确 ．．．的是 A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀C．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀D．用牺牲锌块的方法来保护船身 2．下列关于实验现象的描述不正确 ．．．的是 A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快3．关于如图所示装置的叙述，正确的是 A．铜是阳极，铜片上有气泡产生 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜离子在铜片表面被还原 4．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 5．右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列 有关的判断正确的是 A．电解过程中，d电极质量增加B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，氯离子浓度不变D．a为负极、b为正极 6．PH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是 A．Na2SO4B．H2SO4 C．AgNO3 D．NaOH 7．下列描述中，不符合生产实际的是 A．电解熔融的氯化钠制取金属钠，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 第四章电化学基础 一、原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线—— 正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。 （2）从电子的流动方向：负极流入正极 （3）从电流方向：正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象：①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 二、化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 （一）一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 （二）二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓ 正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O 充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+ 阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ? 2PbSO4↓＋2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 （三）燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 ①当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4e- +4H+ =2H2O 选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议 荔湾区教育发展研究中心常芸 一、教材分析 1、地位和作用 （1）本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容，也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。 （2）本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深，同时，在学习了前面溶液中离子平衡知识已经为学生建立了微观、动态、相互作用的认识深度，并且建立了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路，因此电化学是对氧化还原反应、离子反应等知识进行深化和应用。 （3）本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上，通过对碱性锌锰干电池（一次电池）、铅蓄电池（二次电池）、燃料电池、电镀、金属精炼的分析，体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发展和进步的重要作用。其中涉及的“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。 （4）通过对金属腐蚀和防护原理和实验的探究，培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力（理论联系实际）。 2、知识结构 本章的知识结构为： 二．课程标准、考试说明对本章的要求 三、课时分配建议 第一节原电池（含原电池的设计）1课时 第二节化学电源 【一、二次电池、燃料电池】1课时 第三节电解池2课时 第四节金属的电化学腐蚀与防护2课时 复习2课时 测验、评讲2课时 合共10课时。 四、各节教学目标 （1）知识与技能： ①在氧化还原的知识基础上，进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。 ②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。 ③了解金属腐蚀的原理与种类，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法。（2）过程与方法： ①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过 6-3~4电化学原理一、电化学装置——原电池和电解池的联系比较 二、几种特殊的电池 1、蓄电池 又称次电池、充电电池，蓄电池在工作（放电）过程中属于池反应，在充电过程中属于池反应。 放电时——、两极的电极反应式的书写时~分析电解质溶液是否参与电极反应（直接反应或明显发生后继反应）；充电时——、两极的电极反应式的书写时~分析电极材料和离子放电顺序。 例析：Ag—Zn高能电池（钮扣电池）由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。总反应为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 根据原电池原理可知：Zn做负极，Ag2O做正极，电解质溶液为KOH溶液。负极极失去电子发生氧化反应：Zn–2e-=Zn2+，Zn2+与溶液中的OH-反应Zn2++2OH-=Zn(OH)2，所以负极反应式为：Zn–2e-+2OH-=Zn(OH)2; 正极为Ag2O得到电子发生还原反应，即Ag2O+2e-=2Ag+O2- ，O2-在中性或碱性环境结合H2O生成OH-，所以正极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。 2、燃料电池 燃料电池是一种不经燃烧而将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。不发火焰（不转化光能，热能转化很少），化学能直接转化为电能，能量转化程度高达80%以上。 所有的燃料电池的工作原理一样，反应书写有规可循。如果燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同（一般为酸性条件），可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，要注意一般电解质溶液要参与电极的后继反应（一般为碱性条件）。 3、盐桥电池 如Cu-Zn原电池中以KCl溶液做电解质 盐桥的作用仅仅是导电，利用了其中的阴阳离子的定向移动将两个烧杯形成闭合回路。 锌铜电池，电解质溶液锌端硫酸锌，铜端硫酸铜，即两端不一样，所以产生电势差，于是，电子从负极Zn失去，沿着导线移向正极Cu，即外面的导线中，电子即负电荷从Zn到Cu，中间有盐桥连接，即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端，或者说，盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端，总之，要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。 另外以含有离子的琼脂块作盐桥，应用很广泛。 4、其它因介质而不同的电池 （1）镁铝因酸碱而不同的电池··· （2）铜铁因硝酸浓稀而不同的电池··· 5、常见原电池方程式 1．熔融碳酸盐燃料电池 （Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）： 正极：O2+2CO2+4e- →2(CO3)2-(持续补充CO2气体)电化学基础知识点总结
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